基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速采集協(xié)議設(shè)計的開題報告

基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速采集協(xié)議設(shè)計的開題報告一、課題背景無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種由大量分布式的、自組織的無線傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)。WSN通常具有自適應(yīng)、動態(tài)路由和數(shù)據(jù)融合等功能，可以用于環(huán)境監(jiān)控、智能農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、工業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域。在WSN應(yīng)用中，傳感器節(jié)點通常需要周期性地進行數(shù)據(jù)采集和傳輸。由于WSN中節(jié)點數(shù)量眾多且分布范圍廣，傳感器節(jié)點之間的通信極為關(guān)鍵。目前，WSN數(shù)據(jù)采集協(xié)議中采用的一般是廣播方式，即一個節(jié)點廣播數(shù)據(jù)包，其它節(jié)點接收到數(shù)據(jù)包后應(yīng)答。這種方式使得網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以及時地收到數(shù)據(jù)，但其效率卻很低下。因為廣播會導致網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點頻繁地接收到冗余數(shù)據(jù)包，從而降低網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率和帶寬利用率。為了提高WSN的數(shù)據(jù)采集效率，目前研究者提出了多種基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)采集協(xié)議，其中動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制是每個傳感器節(jié)點自適應(yīng)地選擇合適的路徑來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負載均衡。二、研究內(nèi)容本文設(shè)計一種基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速采集協(xié)議。具體來講，本文將提出以下內(nèi)容：1.基于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓撲的數(shù)據(jù)傳輸路徑識別方法為了更好地適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的復雜環(huán)境，本文將利用動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓撲的特性，提出一種基于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓撲的數(shù)據(jù)傳輸路徑識別方法。該方法將在網(wǎng)絡(luò)拓撲改變時及時發(fā)現(xiàn)并適應(yīng)新的路徑。2.基于擁塞控制的傳輸速率調(diào)節(jié)算法當網(wǎng)絡(luò)流量過大時，節(jié)點之間可能會存在擁塞，從而嚴重影響流量傳輸效率。本文將探討基于擁塞控制的傳輸速率調(diào)節(jié)算法，該算法能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁塞情況及時調(diào)節(jié)節(jié)點之間的傳輸速率，從而避免擁塞現(xiàn)象的發(fā)生。3.網(wǎng)絡(luò)負載均衡算法為了在數(shù)據(jù)采集過程中保證節(jié)點之間的負載均衡，本文將提出一種基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)負載均衡算法。該算法將根據(jù)節(jié)點間的距離和AS（自治系統(tǒng)）路徑的權(quán)值等多方面考慮，選擇最優(yōu)路徑來傳輸數(shù)據(jù)。三、預期成果本文通過提出基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速采集協(xié)議，實現(xiàn)了WSN數(shù)據(jù)采集協(xié)議的快速與高效。預期達到以下成果：1.在現(xiàn)有WSN快速采集協(xié)議的基礎(chǔ)上，進一步提高了采集的效率和處理速度。2.建立基于動態(tài)路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制的數(shù)據(jù)傳輸路徑識別方法和網(wǎng)絡(luò)負載均衡算法，為WSN的數(shù)據(jù)傳輸提供了更多選擇。3.提出了基于擁塞控制的傳輸速率調(diào)節(jié)算法，避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象的發(fā)生，保證了數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。四、研究方法本文將采用文獻綜述和實驗室仿真兩種方法，以驗證本文提出的基于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓撲的數(shù)據(jù)傳輸路徑識別方法、基于擁塞控制的傳輸速率調(diào)節(jié)算法和網(wǎng)絡(luò)負載均衡算法的效果。在文獻綜述方面，本文將通過對現(xiàn)有WSN數(shù)據(jù)采集協(xié)議、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負載均衡算法和擁塞控制算法的相關(guān)論文進行綜述和分析，為本文提出的協(xié)議設(shè)計提供理論支持。在實驗室仿真方面，本文將使用Matlab、NS2以及OPNE